軸承外球面直徑及輪廓度測量儀

宋德仁，石寶樞

(1.沈陽市化學(xué)工業(yè)學(xué)校，沈陽 110122；2.浙江眾達(dá)傳動股份有限公司，浙江 金華 321025)

1 問題的提出

滾動軸承中的外球面套圈，球籠式等速萬向節(jié)的星形套和球籠式保持架，雙偏置式等速萬向節(jié)的星形套和偏心保持架，三球銷式等速萬向節(jié)的球環(huán)等關(guān)鍵零件均為外球面結(jié)構(gòu)。外球面直徑的尺寸、精度及輪廓度是這類零件極為重要的質(zhì)量指標(biāo)，其精確測量是此類零件質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

目前主要采用外徑千分尺對該尺寸進(jìn)行測量,雖然比較簡捷，但存在如下不足：

(1)測量外球面時，千分尺的2個測頭為平面，與被測零件的外球面僅為2點(diǎn)接觸，千分尺示值顯示的尺寸即為這2點(diǎn)間的距離，對于整個被測零件外球面直徑不具一般性；

(2)外徑千分尺測頭與被測零件外球面所接觸的2點(diǎn)未必通過該球面的中心，測量誤差較大；

(3)隨機(jī)性大，重復(fù)性誤差亦較大；

(4)無法檢測上述類型被測零件外球面的輪廓度；

(5)局限性大，無法測量如7溝道星形套、7窗孔保持架等非對稱外球面零件；

(6)每次測量時均需要進(jìn)行調(diào)整，人為因素影響大，測量效率低，不適合生產(chǎn)現(xiàn)場大批量產(chǎn)品的在線檢測。

2 測量儀結(jié)構(gòu)

針對外徑千分尺存在的不足和缺陷，設(shè)計(jì)了軸承外球面直徑及輪廓度測量儀。測量儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由底座、定位球窩、導(dǎo)柱、滑套、調(diào)節(jié)螺母、三角旋鈕、表支架、配合螺母、千分表及其鎖緊螺栓組成。其中，為擴(kuò)大測量儀的使用范圍，設(shè)計(jì)了3個不同規(guī)格的球窩，可同時檢測3個不同規(guī)格的工件。

1—底座;2—定位球窩Ⅰ;3—螺釘Ⅰ;4—旋鈕Ⅰ;5—千分表;6—表支架;7—旋鈕Ⅱ;8—導(dǎo)柱;9—滑套;10—旋鈕Ⅲ;11—調(diào)節(jié)螺母;12—螺釘Ⅱ;13—彈簧墊圈;14—定位球窩Ⅱ;15—定位球窩Ⅲ

測量儀底座為平板式結(jié)構(gòu)；3個定位球窩的內(nèi)球面直徑分別與被測件的外球面直徑相吻合(公稱尺寸等于被測件外球面的直徑)并由螺釘固定在底座上；表支架通過滑套安裝在帶有螺旋結(jié)構(gòu)的導(dǎo)柱上，并可通過螺母上下調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)完成后由旋鈕Ⅱ和旋鈕Ⅲ固定；千分表則安裝在表支架的一端，由旋鈕Ⅰ調(diào)節(jié)。

3 測量原理

由于定位球窩的內(nèi)球面直徑與被測零件外球面直徑的公稱值相等(考慮到兩者是微小的間隙配合,其配合間隙等誤差可忽略不計(jì))，在測量時，千分表的測頭與被測零件外球面任一測量點(diǎn)均為點(diǎn)接觸，被測零件只能繞固定的球窩(與被測零件同心)旋轉(zhuǎn)，顯然不論被測零件如何旋轉(zhuǎn)，千分表顯示的外球面直徑示值均直接反映了被測零件外球面的真值。

4 使用方法

首先，將已鑒定帶外球面零件的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)件置于對應(yīng)的定位球窩上；然后，調(diào)節(jié)表支架在導(dǎo)柱上的位置，并由調(diào)節(jié)螺母、旋鈕Ⅱ和旋鈕Ⅲ固定，再將千分表的測頭對準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)件，使千分表刻度指向“零”，由旋鈕Ⅰ固定后取出標(biāo)準(zhǔn)件；最后，將被測零部件在定位球窩上任意轉(zhuǎn)動，即可準(zhǔn)確、快捷地測量出被測零件任意位置的外球面直徑和整個零件的輪廓度。

5 結(jié)束語

經(jīng)過實(shí)際使用證明，新設(shè)計(jì)的軸承外球面直徑及輪廓度檢測儀結(jié)構(gòu)新穎，使用方便快捷，測量準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，測量精度為±0.003 mm，測量重復(fù)精度為0.001 mm，可廣泛應(yīng)用于所有帶有外球面的軸承等類似零件的外球面尺寸及輪廓度的計(jì)量室鑒定、測量以及車間現(xiàn)場批量產(chǎn)品的在線檢驗(yàn)。